La unidad 5 se centra en el estudio de los hidrogramas de crecidas y el análisis del caudal, incluyendo técnicas como el hidrograma unitario y métodos empíricos para determinar caudales máximos. Los estudiantes aprenderán a calcular hidrogramas unitarios, dimensionar vertederos y realizar análisis de caudal en puntos de aforo, lo cual es esencial para proyectos de recursos hídricos. El documento cubre diversas metodologías y fundamentos teóricos sobre el comportamiento del caudal en cuencas hidrográficas.

1. Unidad 5
HIDROGRAMA DE CRECIDAS,
TRANSITO DE AVENIDAS, EL
CAUDAL
HIDROLOGIA APLICADA
S10 TEMAS • Hidrograma típico. Hidrograma
Unitario: Deducción del Hidrograma
Unitario. Aplicación del hodrograma
unitario. • Hidrograma unitario sintético:
Snyder. Hidrograma adimensional SCS. Método del número de curva. •
Hidrogramas unitarios para diferentes
duraciones de lluvia. Curva S. Métodos
empíricos para determinar el caudal máximo: Método racional, Tiempo de
concentración.

2. LOGRO
Al finalizar la sesión los alumnos tendrán la oportunidad
de determinar un hidrograma unitario, mediante
diferentes técnicas numéricas, así como dimensionar un
vertedero, estableciendo el transito hidrológico e
hidráulico de un hidrogramade un punto de aforo en un
rio a otro

3. IMPORTANCIA
El estudiante esta preparado para :
Determinar un hidrograma unitario, mediante diferentes técnicas numéricas.
Distinguir en el diseño una represa, la importancia de un vertedero, esta
capacitado para dimensionarlo, así como también podrá realizar el transito
hidrológico e hidráulico de un hidrograma de un punto de aforo en un rio a otro.
Realizar el estudio del caudal en un punto de aforo, permitirá al estudiante analizar
el comportamiento del caudal en el tiempo, el mismo que podrá aprovechar en
diferentes proyectos de aprovechamiento de recursos hídricos.

4. REVISIÓN DE LA CLASE ANTERIOR
4
¿Qué se vio la clase pasada?
¿Quedó alguna duda?

5. SABERES PREVIOS
5
¿Saben algo sobre
Hidrogramas y caudales? Y
la importancia de su estudio
en la Ingeniería Civil?

6. UTILIDAD
6
¿Por qué creen que es importante este tema?
¿En qué situaciones lo aplicarías?

7. Desarrollo del Tema

8. UTILIDAD
8
¿Por qué creen que es importante este tema?
¿En qué situaciones lo aplicarías?

9. SABERES PREVIOS
9
¿Saben algo sobre
Hidrogramas y caudales? Y
la importancia de su estudio
en la Ingeniería Civil?

10. Unidad:
Hidrograma de crecidas, tránsito de
avenidas, el caudal
Hidrología
aplicada

11. Hidrograma típico. Hidrograma
Unitario
• Deducción del Hidrograma Unitario.
Aplicación del hidrograma unitario.

12. Hidrograma
típico
Es la representación grafica de las variaciones del caudal de una
corriente con respecto al tiempo, según orden cronológico.
Precipitación
Punto de inflexión
tiempo

13. Hidrograma Unitario
Es uno de los métodos utilizados en hidrología, para la
determinación del caudal producido por una precipitación en
una determinada cuenca hidrográfica.

14. Hidrograma Unitario
El hidrograma elemental es el razonamiento que utiliza
Sherman para alcanzar el hidrograma unitario, y establece
condiciones de un área pequeña e impermeable, donde cae
una lluvia de intensidad constante.

15. Hidrograma
Unitario
La intensidad de precipitación debe ser constante.
El tiempo base del HU de precipitación efectiva de duración
tu debe ser constante.
Se aplica el principio de proporcionalidad.
Se aplica el principio de invariancia en el tiempo. No recuerda las
precipitaciones anteriores, o sea que no tiene memoria. Se basa en la
no modificación de la características físicas de la cuenca.
Se deben cumplir una serie de postulados o condiciones de
borde, que se describen a continuación:
La precipitación efectiva debe distribuirse uniformemente sobre la cuenca.

16. Hidrograma Unitario
Se debe tratarse de obtener 2 o 3 hidrogramas HU para iguales duraciones,
promediándolos posteriormente, con caudales picos promedios y tiempos al pico
promedio.
Se calcula el volumen de escorrentía y se dividen las ordenadas del hidrograma
diferencia por la altura de precipitación efectiva, para obtener el HU proporcional a
la altura de precipitación efectiva unitaria elegida, todo ello para una duración de
tormenta adoptada compatible con la duración unitaria.
El primer paso es separar el escurrimiento directo del de base.
Obtención del hidrograma unitario:

17. Hidrograma unitario sintético
• Snyder. Hidrograma adimensional
SCS. Método del número de curva.

18. Hidrograma
unitario sintético
Son simulados y se obtienen usando las
fisiográficas y parámetros de la cuenca.
características
Recuperado de: goo.gl/b4yfzc

19. Basado en estudios de cuencas con tamaños que varían desde
30 hasta 30000 km2.
Se hallaron relacionessintéticas para diversos
hidrogramas unitarios:
Hidrograma Unitario
Sintético de Synder:
El caudal
pico.
El retorno de
la cuenca.
Tiempo base
.
Los anchos
(W)
expresados
en unidad de
tiempo al 50
% y 75 % del
caudal pico.

20. Hidrograma
unitario sintético
La duración de la lluvia (tr) esta relacionada con el retardo de la cuenca (tp).
tp: 5.5*tr
Obtenido de: goo.gl/GRdef6

21. Método del número de curva
1. Retardo de la cuenca:
tp: CI*Ct*(L*Lc)0.30
De donde:
tp : Unidad por horas.
L : Longitud de la corriente principal
Lc : Distancia desde la salida de cuenca hasta el punto de la
corriente mas cercana al centroide en km.
CI : 0.75
Ct : 1.35 – 1.65, coeficiente basado en avenidas instrumentales de
una misma región.

22. Método del número de curva
2. Caudal pico (m3/s.km2).
qp: (C2*Cp/tp)
C2: 2.75
Cp: 0.56-0.69, coeficiente basado en avenidas
instrumentales de una misma región.
Si tpr: 5.5 tR, entonces el retardo de la cuenca será:
tp: tpr+((tr-tR/4)
3. Relación entre (qp) y el caudal pico es:

23. Hidrograma Unitario
Sintético del SCS
Es un HU sintético en
el cual el caudal se
expresa por la
relación del caudal
(q) con respecto al
caudal pico (qp) y el
tiempo por la
relación del tiempo
(t) con respecto al
tiempo de ocurrencia
del pico en el HU,
(tp).
El volumen generado
por la separación de
la lluvia neta y
abstracciones es
propagado a través
del rio mediante el
uso del hidrograma
unitario.
El SCS sugiere este
hidrograma donde el
tiempo esta dado en
horas y el caudal en
m3/s.cm.

24. Hidrograma Unitario Sintético del SCS
Este método es recomendado tan solo para cuencas de hasta 30
km2. Es usado en cuencas sin muchos datos hidrológicos.

25. Hidrograma Unitario
Sintético del SCS
1. Tiempo de recesión(tr):
Tp: Tiempo de ocurrencia del pico en horas.
2. Como el área bajo el HU debe ser igual a una escorrentía
de 1 cm.
A: Área de drenaje en km2.
tr : 1.67*Tp
qp: 2.08*A*Tp.

26. Hidrograma Unitario
Sintético del SCS
3. Tiempo de retardo:
tp: Tiempo entre el centroide del hietograma y el pico del caudal.
tc: Tiempo de concentración de la cuenca.
4. Tiempo de ocurrencia del pico.
D: Duración de la lluvia en (h).
tp:0.6*tc
Tp: (D/2)+tp.

27. Método
del
número
de curva
La infiltración que ocurre después de la abstracción inicial (Ia) es
(Fa).
S: Almacenamiento de la cuenca.
Ia: 2*S.
Por continuidad:
P: Pe + Ia + Pa
Resolviendo se tiene:
Pe: (P-Ia)2/P –Ia + S.
(Fa/S) = (Pe/P –Ia).

28. Método del número de curva
Resumiendo:
Pe: (P-0.2S)2/ P+0.8S
Recuperado de: goo.gl/6kNY5F

29. Método del
número de curva
•Numero de curva esta en
función de la cobertura vegetal
y al tipo de suelo:
A: Alta infiltración (grava,
arena gruesa).
B: Media infiltración (arena
fina – suelos areno – limosos).
C: Baja infiltración (suelos
limo arcillosos, con contenido
de arcillosos).
D: Muy baja infiltración (
arcillas expansivas). S:
(1000/CN) -10 Pulgadas.
Precipitation total en Cinco dias anteriores (pulg)
Grupo
AMC
Estacion seca Estacion de crecimiento
I - de 0.5 (12.5 mm) Menos de 1.4 (35.56 mm)
II 0.5 a 1.1 (12.5 -27.95 mm)
1.4 a 2.1 (35.56 - 53.34
mm)
III + de 1.1 ( mas de 27.95 mm)
+ de 2.1 (mas de 53.34
mm)

30. Hidrogramas unitarios para
diferentes duraciones de lluvia
• Curva S. Métodos empíricos para
determinar el caudal máximo:
Método racional, Tiempo de
concentración.

31. Hidrogramas unitarios para diferentes
duraciones de lluvia - Curva S
Es el hidrograma que
resulta de una serie
infinita de hidrogramas
unitarios de T horas
desfasados en T horas.
La diferencia entre dos
curvas S para una duración
de T horas desfasadas en
T' horas,
Corresponde a un
hidrograma de una lluvia
efectiva de T'/T cms.
Si se multiplican las
ordenadas por T/T' se
obtiene un hidrograma
unitario de duración de T'
hora.
Curva S

32. Hidrogramas unitarios para diferentes
duraciones de lluvia
Obtenido de: goo.gl/eQ6zTN

33. Métodos empíricos para
determinar el caudal máximo
Método racional
Es uno de los más utilizados para la estimación del caudal máximo
asociado a determinada lluvia de diseño.
De donde:
Q
C
I
A
: Caudal máximo.(m3/s).
: Coeficiente de la cuenca.
: Intensidad de la lluvia de diseño.
: Área de la cuenca.(Ha).

34. Métodos empíricos
para determinar
el caudal máximo
Proporciona solamente un caudal pico
Supone que la lluvia es uniforme en el tiempo
Supone que la lluvia es uniforme en toda el área de la cuenca en estudio
Asume que la escorrentía es directamente proporcional a la precipitación .
Ignora los efectos de almacenamiento o retención temporal
Asume que el período de retorno de la precipitación y el de la escorrentía son los
mismos.
Entre las limitaciones de este método:

35. Tiempo de concentración
Es el tiempo que se tarda una
gota de agua en recorrer el
trayecto desde el punto más
alejado de ella hasta el punto
en consideración (punto de
definición de la cuenca).
Para la determinación del
Tiempo de Concentración
existen diferentes expresiones,
entre las que destacada la
Ecuación de Kirpich:

36. ¿Qué aprendimos hoy?
¿Cuáles son los puntos
principales?
CIERRE

37. • Hidrología Básica y Aplicada; Carlos
Gutiérrez Caiza
• Hidrología Aplicada; Ven Te Chow
• Introducción a la Hidráulica e
Hidrología; Gribbin, John
• Hidrología; Villón Vejar, Máximo
• Procesos del ciclo hidrológico; Campos
Aranda, Daniel
• Hidrología para ingenieros; LINSLEY,
RAY K.
BIBLIOGRAFÍA

38. Prepárate
La próxima sesión habrá
Participación Activa (PA)